生物化學(xué)和原理核酸專家講座

1核酸結(jié)構(gòu)與功效生物化學(xué)和原理核酸專家講座第1頁1.1核酸種類、分布和化學(xué)組成1.2DNA結(jié)構(gòu)1.3RNA結(jié)構(gòu)1.4核酸性質(zhì)生物化學(xué)和原理核酸專家講座第2頁1.1核酸種類、分布和化學(xué)組成生物化學(xué)和原理核酸專家講座第3頁核酸(nucleicacid)

是多個(gè)核苷酸(nucleotide)線性多聚體，攜帶和傳遞遺傳信息。生物化學(xué)和原理核酸專家講座第4頁肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化試驗(yàn)S型：平滑型、有毒性、有莢膜（多糖）——保護(hù)本身，抵抗宿主免疫系統(tǒng)，進(jìn)而使宿主死亡R型：粗糙型、無毒性、無莢膜肺炎雙球菌Grifths’experiment(1928)有毒性平滑（右）無毒性粗糙型（左）生物化學(xué)和原理核酸專家講座第5頁S型生物化學(xué)和原理核酸專家講座第6頁R型生物化學(xué)和原理核酸專家講座第7頁S型生物化學(xué)和原理核酸專家講座第8頁R型生物化學(xué)和原理核酸專家講座第9頁Avery離體試驗(yàn)生物化學(xué)和原理核酸專家講座第10頁注入宿主細(xì)菌類型細(xì)菌特征宿主感染后反應(yīng)R（粗糙型）無莢膜存活S（平滑型）有莢膜死亡熱致死S存活熱致死S+活R死亡熱致死S中DNA+活R死亡試驗(yàn)分五種不一樣處理方式，以下表所表示：試驗(yàn)表明：高溫殺死S型球菌中有一個(gè)物質(zhì)或稱轉(zhuǎn)化因子進(jìn)入R球菌中，使其轉(zhuǎn)變成S型球菌。生物化學(xué)和原理核酸專家講座第11頁OswaldTheodoreAvery(1877-1955)

Avery等人于1944年在離體條件下完成了Grifths發(fā)覺轉(zhuǎn)化過程，證實(shí)遺傳物質(zhì)基礎(chǔ)是DNA而不是蛋白質(zhì)。生物化學(xué)和原理核酸專家講座第12頁一、核酸種類和分布

(deoxyribonucleicacid,DNA)(ribonucleicacid,RNA)脫氧核糖核酸

核糖核酸攜帶遺傳信息參加細(xì)胞內(nèi)DNA遺傳信息表示（蛋白質(zhì)合成）。一些病毒RNA也可作為遺傳信息載體。真核生物：細(xì)胞核、葉綠體、線粒體原核生物：細(xì)胞質(zhì)細(xì)菌：質(zhì)粒DNA細(xì)胞質(zhì)（主要）、細(xì)胞核（核仁）生物化學(xué)和原理核酸專家講座第13頁信使RNA（messengerRNA，mRNA)：約占細(xì)胞總RNA5％在蛋白質(zhì)合成中起著模板作用核糖體RNA（ribosoalRNA，rRNA）：約占細(xì)胞總RNA80％與蛋白質(zhì)結(jié)合組成核糖體，是合成蛋白質(zhì)場所轉(zhuǎn)移RNA（transferRNA，tRNA）：約占細(xì)胞總RNA10％～15％在蛋白質(zhì)合成時(shí)起著攜帶活化氨基酸作用RNA葉綠體、線粒體中也有各自與細(xì)胞質(zhì)不一樣mRNA、tRNA和rRNA.

生物化學(xué)和原理核酸專家講座第14頁生物化學(xué)和原理核酸專家講座第15頁二、核酸化學(xué)組成核酸核苷酸(堿基－戊糖－磷酸)磷酸核苷(堿基－戊糖)核糖或脫氧核糖(戊糖)嘌呤或嘧啶(堿基)糖苷鍵磷酸酯鍵生物化學(xué)和原理核酸專家講座第16頁1、戊糖為了與堿基分子中原子編號相區(qū)分，戊糖碳原子編號都要加上“′”，如1′，5′，2′等均表示核糖上某個(gè)原子。核糖脫氧核糖D-2-脫氧核糖D-核糖β-D-核糖呋喃糖形式β-D-2-脫氧核糖呋喃糖形式生物化學(xué)和原理核酸專家講座第17頁2、堿基p137嘌呤(purine)

嘧啶(pyrimidine)胞嘧啶尿嘧啶胸腺嘧啶腺嘌呤鳥嘌呤稀有堿基(修飾堿基)—甲基化堿基

嘧啶環(huán)嘌呤環(huán)生物化學(xué)和原理核酸專家講座第18頁嘌呤(purine)腺嘌呤(adenine,A)6-氨基嘌呤鳥嘌呤(guanine,G)2-氨基-6-氧基嘌呤生物化學(xué)和原理核酸專家講座第19頁嘧啶(pyrimidine)胞嘧啶(cytosine,C)尿嘧啶(uracil,U)2,4-二氧基嘧啶胸腺嘧啶(thymine,T)2,4-二氧基-5-甲基嘧啶生物化學(xué)和原理核酸專家講座第20頁生物化學(xué)和原理核酸專家講座第21頁核苷：A,G,U,C脫氧核苷：dA,dG,dT,dC3、核苷(ribonucleoside)核糖（脫氧核糖）苷羥基與堿基亞氨基脫水縮合形成糖苷鍵(C-N鍵)。

嘧啶核苷：

C1-N1嘌呤核苷：C1-N9生物化學(xué)和原理核酸專家講座第22頁91′11′生物化學(xué)和原理核酸專家講座第23頁4、核苷酸(ribonucleotide)和稀有核苷酸核苷（脫氧核苷）和磷酸以磷酸酯鍵連接形成核苷酸（脫氧核苷酸）。

生物化學(xué)和原理核酸專家講座第24頁核糖核苷糖環(huán)上有3個(gè)自由羥基，能夠酯化分別生成2′-，3′-和5′-三種核苷酸。5'-核苷酸3'-核苷酸2'-核苷酸生物化學(xué)和原理核酸專家講座第25頁3'-脫氧核苷酸脫氧核糖核苷糖環(huán)上只有2個(gè)自由羥基，只能生成3′-和5′-脫氧核苷酸。生物體內(nèi)游離存在是5′-核苷酸，組成核酸大分子也是5′-核苷酸。5'-脫氧核苷酸生物化學(xué)和原理核酸專家講座第26頁表：組成核酸核苷酸

DNARNA腺嘌呤(adenine,A)腺嘌呤脫氧核苷酸(dAMP）腺嘌呤核苷酸(AMP)鳥嘌呤(guanine,G)鳥嘌呤脫氧核苷酸(dGMP)鳥嘌呤核苷酸(GMP)胞嘧啶(cytosine,C)胞嘧啶脫氧核苷酸(dCMP)胞嘧啶核苷酸(CMP)胸腺嘧啶(thymine,T)胸腺嘧啶脫氧核苷酸(dTMP)尿嘧啶(uracil,U)尿嘧啶核苷酸(UMP)說明：mono-:單一,deoxy-:脫氧生物化學(xué)和原理核酸專家講座第27頁生物化學(xué)和原理核酸專家講座第28頁NucleosidesandNucleotides腺嘌呤核苷鳥嘌呤核苷胞嘧啶核苷尿嘧啶核苷5′-腺嘌呤核苷酸5′-鳥嘌呤核苷酸5′-胞嘧啶核苷酸5′-尿嘧啶核苷酸核苷和核苷酸生物化學(xué)和原理核酸專家講座第29頁①核酸中稀有核苷酸常以其核苷形式表示，常見甲基化修飾基團(tuán)以“m”（methy－）表示；②修飾基團(tuán)在堿基上寫在堿基符號左方，修飾基團(tuán)在核糖上寫在堿基符號右方；③修飾基團(tuán)數(shù)寫在其右下角，修飾位置寫在右上角。比如表示腺苷堿基6位有兩個(gè)甲基，即N6,N6-二甲基腺苷表示鳥苷2位有2個(gè)甲基，第7位有一個(gè)甲基，共三個(gè)甲基ψ

表示假尿嘧啶核苷(Pseudo-Uridin)DHU

表示二氫尿嘧啶核苷(Dihydro-Uridin)

稀有核苷酸生物化學(xué)和原理核酸專家講座第30頁生物化學(xué)和原理核酸專家講座第31頁5、細(xì)胞內(nèi)游離核苷酸及其衍生物p140①多磷酸核苷酸

核苷酸在5'-磷酸上深入磷酸化形成多磷酸化合物為多磷酸核苷酸。

ADP、ATP：帶有高能酸酐鍵，常參加細(xì)胞代謝能量轉(zhuǎn)換

GTP、CTP、UTP：在一些生化反應(yīng)中也含有傳遞能量作用

UDP、ADP、GDP：是多糖合成中葡萄糖基載體

CDP：參加甘油生物磷脂合成生物化學(xué)和原理核酸專家講座第32頁表：常見多磷酸核苷酸

核苷二磷酸(NMP)三磷酸核苷(NTP)腺嘌呤(adenine,A)腺苷二磷酸(ADP)三磷酸腺苷(ATP)鳥嘌呤(guanine,G)鳥苷二磷酸(GDP)三磷酸鳥苷(GTP)胞嘧啶(cytosine,C)胞苷二磷酸(CDP)三磷酸胞苷(CTP)胸腺嘧啶(thymine,T)

胸苷二磷酸(TDP)三磷酸胸苷(TTP)尿嘧啶(uracil,U)尿苷二磷酸(UDP)三磷酸尿苷(UTP)說明：di--:二,tri-:三生物化學(xué)和原理核酸專家講座第33頁多磷酸核苷酸相互轉(zhuǎn)換生物化學(xué)和原理核酸專家講座第34頁多磷酸核苷酸相互轉(zhuǎn)換生物化學(xué)和原理核酸專家講座第35頁②環(huán)化核苷酸

cAMP、cGMP：是細(xì)胞功效調(diào)整分子和信號分子(稱之“第二信使”)第一信使：激素本身是第一信使。激素是多細(xì)胞生物在細(xì)胞間傳遞信息一個(gè)化學(xué)信使。

第二信使：將細(xì)胞外信息傳遞到細(xì)胞內(nèi)物質(zhì)，在生物體內(nèi)含有廣泛調(diào)整作用。生物化